题目内容

【题目】乙酸异戊酯是组成蜜蜂信息素的成分之一,具有香蕉的香味。实验室制备乙酸异戊酯的反应、装置示意图和有关数据如下:

相对分子质量

密度/(g/cm-3)

沸点/

水中溶解性

异戊醇

88

0.8123

131

微溶

乙酸

60

1.0492

118

乙酸异戊酯

130

0.8670

142

难溶

实验步骤:在A中加入4.4g异戊醇、6.0g乙酸、数滴浓硫酸和23片碎瓷片。开始缓慢加热A,回流50min,反应液冷至室温后倒入分液漏斗中,分别用少量水,饱和碳酸氢钠溶液和水洗涤;分出的产物加入少量无水MgSO4固体,静置片刻,过滤除去MgSO4固体,进行蒸馏纯化,收集140143℃馏分,得乙酸异戊酯3.9g。回答下列问题:

1)仪器B的名称是__

2)在洗涤操作中,第一次水洗的主要目的是__;第二次水洗的主要目的是__

3)在洗涤、分液操作中,应充分振荡,然后静置,待分层后___(填标号)。

A.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的上口倒出

B.直接将乙酸异戊酯从分液漏斗的下口放出

C.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从下口放出

D.先将水层从分液漏斗的下口放出,再将乙酸异戊酯从上口倒出

4)本实验中加入过量乙酸的目的是__

5)在蒸馏操作中,仪器试剂的选择及安装都正确的是__(填标号)。

A. B.

C. D.

6)本实验的产率是__

7)在进行蒸馏操作时,若从130℃便开始收集馏分,会使实验的产率偏__(填),其原因是__

【答案】球形冷凝管 洗掉大部分硫酸和乙酸 洗掉碳酸氢钠 D 提高醇的转化率 D 60% 会收集少量未反应的异戊醇

【解析】

1)由装置中仪器B的构造可知,仪器B的名称为球形冷凝管,起到冷凝回流作用, 故答案为:球形冷凝管;

2)反应后的溶液要经过多次洗涤,在洗涤操作中,第一次洗涤的主要目的是除去大部分催化剂硫酸和醋酸;第一步中饱和碳酸氢钠溶液既可以除去未洗净的醋酸,也可以降低酯的溶解度,但第一步洗涤后生成的酯中混有碳酸氢钠,所以第二次水洗,主要目的是除去产品中残留的碳酸氢钠,故答案为:洗掉大部分硫酸和醋酸;洗掉碳酸氢钠;

3)由于酯的密度比水小,二者互不相溶,因此水在下层,酯在上层;分液时,要先将水层从分液漏斗的下口放出,待到两层液体界面时关闭分液漏斗的活塞,再将乙酸异戊酯从上口放出,所以正确的为D故答案为:D

4)酯化反应是可逆反应,增大反应物的浓度可以使平衡正向移动;增加一种反应物的浓度可以使另一种反应物的转化率提高,因此本实验中加入过量乙酸的目的是提高转化率,故答案为:提高异戊醇的转化率;

5)加热液体混合物需要加沸石,防止暴沸,蒸馏时温度计测量馏分的温度,故温度计水银球与蒸馏烧瓶支管口处对齐,冷凝水下进上出,故装置图选择D

6)设4.4g的异戊醇,需要消耗mg的乙酸则

CH3COOH~C5H12O~乙酸异戊酯

60 ~88 ~ 130

m 4.4 x

g,故乙酸过量;生成乙酸异戊酯的量要按照异戊醇的量计算,设4.4g的异戊醇完全反应会生成mg乙酸异戊酯则

x= =6.5g,本实验的产率×100%=60%, 故答案为:60%

7)在进行蒸馏操作时,若从130°C便开始收集馏分此时的蒸气中含有异戊醇,会收集少量的未反应的异戊醇,因此会导致产率偏高,故答案为:高;会收集少量未反应的异戊醇。

练习册系列答案
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1)已知:①CH4(g)+H2O(g)CO(g)+3H2(g) H1=+205.9 kJ·mol1

CO(g)+H2O(g)CO2(g)+H2(g) H2=41.2 kJ·mol1

CH4/CO2催化重整反应为CH4(g)+CO2(g)2CO(g)+2H2(g) H

该催化重整反应的H=______kJ·mol1。要缩短该反应达到平衡的时间并提高H2的产率可采取的措施为_____

2)向2L刚性密闭容器中充入2molCH42mol CO2进行催化重整反应,不同温度下平衡体系中CH4CO的体积分数()随温度变化如下表所示。

已知b>a>c,则T1______T2(“>”“<”“=”)T1下该反应的平衡常数K=_______(mol2·L2)

3)实验硏究表明,载体对催化剂性能起着极为重要的作用,在压强0.03MPa,温度750℃条件下,载体对镍基催化剂性能的影响相关数据如下表:

由上表判断,应选择载体为_______(填化学式),理由是________

4)现有温度相同的I、Ⅱ、Ⅲ三个恒压密闭容器,均充入2mol CH4(g)2 molCO2(g)进行反应,三个容器的反应压强分别为p1atmp2atmp3atm,在其他条件相同的情况下,反应均进行到tmin时,CO2的体积分数如图所示,此时I、Ⅱ、Ⅲ个容器中一定处于化学平衡状态的是_______

5)利用合成气为原料合成甲醇,其反应为CO(g)+2H2(g)CH3OH(g),在一定温度下查得该反应的相关数据如下表所示:

该反应速率的通式为ν=kcm(CO)·cn(H2)(k是与温度有关的速率常数)。由表中数据可确定反应速率的通式中n=____(取正整数)。若该温度下平衡时组别1的产率为25%,则组别1平衡时的v=______(保留1位小数)

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